近日，日本東北大學(xué)研究團隊成功解析了一種無鉛陶瓷材料在機械應(yīng)力作用下發(fā)光（Mechanoluminescence, ML）顯著增強的機制。該成果有望應(yīng)用于可通過可見光診斷橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施劣化的高靈敏度傳感器，以及自發(fā)電型可穿戴設(shè)備。

研究對象與方法

能夠?qū)C械能直接轉(zhuǎn)化為電能或光能的功能材料，被視為下一代傳感器與環(huán)境能量采集技術(shù)的關(guān)鍵。其中，多重壓電材料因兼具受力發(fā)光（ML）和壓電性（Piezoelectricity），近年來成為研究熱點。

Li_1-xNa?NbO₃:Pr組分與發(fā)光強度的關(guān)系

在本次研究中，團隊以鐠（Pr）摻雜的鋰鈉鈮酸鹽（Li_1-xNa?NbO₃:Pr）為對象，利用大型放射光設(shè)施 Spring-8 的高強度X射線，對其結(jié)構(gòu)和電子態(tài)進行深入分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)組成比例為x＝0.88~0.9時，材料的發(fā)光強度達到最大值。該比例正對應(yīng)于形變相界（Morphotropic Phase Boundary, MPB）區(qū)域，即從菱面體晶系向單斜晶系過渡的邊界。

研究表明，在這一MPB區(qū)域，材料的原子排布產(chǎn)生特殊畸變，并與有意引入的氧缺陷產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，從而導(dǎo)致ML強度急劇提升。

據(jù)介紹，該成果由東北大學(xué)國際放射光創(chuàng)新·智能研究中心二宮翔助教、西堀麻衣子教授，以及東北大學(xué)工學(xué)研究科徐超男教授團隊共同完成。

粉體圈編譯